用改造傳統的啤酒行業，已經成為啤酒行業的當務之急，也是啤酒行業求發展的必由之路。
一 工藝簡介
完整的啤酒生產過程劃分為糖化、發酵和灌裝3個工段。前兩大工段對啤酒的產量和品質起著關鍵性作用。其中糖化工段主要包含粉碎、糊化、糖化、過濾、煮沸、沉清、冷卻以及CIP等生產工序；發酵工段主要包含麥汁充氧、酵母系統、啤酒發酵、啤酒處理、清酒以及CIP等工序；其他輔助工序包含CO2回收、脫氧水制備、熱水制備、CIP液制備等。
二 控制方案與策略
1. 常規控制方案與策略
a. 糖化過程
糖化過程工藝指標控制的好壞，對啤酒的穩定性、口感、外觀有著決定性的影響。糖化生產過程工藝比較復雜、技術要求高，控制難度較大。
(1)備料及粉碎系統的控制
(2)糊化糖化控制
糊化糖化流程見圖1，它們都是生化反應過程，溫度影響非常大，各種分解酶均需要在各自特定的溫度下才能發揮其作用。由于糊化、糖化溫度曲線是折線生溫曲線，醪液的對象特性是有時滯(約0.05～1min)溫度和壓力調節都通過蒸汽調節閥進行控制等特點，中控采用*控制策略，使糊化與糖化溫度嚴格按給定的工藝曲線進行控制，溫度偏差<0.3℃。除此之外，糊化與糖化過程還需實現攪拌速度控制、給水定量控制、糊化鍋防溢鍋控制、分醪與并醪控制、進出料流程順序控制、自動沖洗、排污控制等。
(3)過濾槽控制
過濾槽控制流程見圖2，過濾槽結構復雜，過濾過程影響變量多，且耦合關系非常嚴重；過濾槽的全過程自動化控制難以實現。中控充分利用糟層差壓、麥汁濁度、平衡柱液位、麥汁收集器液位、洗糟水流量、過濾麥汁流量等可測參數，開發了一套高效的人工模擬智能過濾槽控制系統，實現了過濾槽的自動控制，并使過濾速度達到。
此外，麥汁過濾過程的自動控制還包括：過濾槽給水(墊底水、洗糟水、頂水)定量及pH值控制、回流麥汁/過濾麥汁流量檢測、累積、控制、耕刀高度控制、耕刀轉速控制、自動放刮板、掛刮板控制、過濾槽排糟控制、送糟過程控制、進出料流程順序控制、自動沖洗、排污控制等。
(4)煮沸鍋控制
麥汁煮沸流程見圖3，它是糖化車間的一項關鍵性操作。浙大中控充分吸收了*的工藝技術的基礎上，針對動態低壓煮沸和麥汁強制內循煮沸工藝分別設計了相應的煮沸控制系統。
此外，煮沸過程控制具體還包括：酒花添加控制，糖漿添加控制，煮沸鍋防溢鍋控制，補水定量控制，加熱蒸汽壓力檢測，液位控制，煮沸鍋麥汁循環過程控制，二次蒸汽壓力控制，儲能熱水溫度控制，進出料過程順序控制，自動清洗、排污控制。
(5)沉淀與冷卻的控制
主要包括沉淀槽、蛋白糟罐液位控制，沉清過程控制、自動進出麥汁及殺菌過程順序控制，冷卻麥汁溫度控制，自動清洗、排污控制。沉淀槽控制流程見圖4。
(6)CIP清洗
CIP清洗可分為全過程聯動清洗和單位設備自清洗兩種方式，所有閥、泵實現聯動聯鎖控制、在過程中可無擾動進行"手動"和"自動"切換。CIP清洗流程見圖5。
(7)輔助設備控制
輔助設備控制主要包括冷、熱水罐溫度控制，酸、堿罐的pH值控制，蒸汽分氣缸的壓力控制，排糟壓縮空氣儲罐、儀表用壓縮空氣儲罐的壓力控制，淡麥汁罐的控制，蒸汽、自來水流量的測量等。
b. 發酵過程
啤酒發酵為厭氧型生物發酵，發酵周期長，隨機干擾多，控制難度大，技術要求高。浙大中控可實現包括酵母擴培、麥汁沖氧、酵母添加、酵母回收、發酵罐、硅藻土過濾、啤酒修飾、清酒、CIP以及脫氧水制備、集中取樣等若干 環節在內的整個發酵過程的全自動控制。
(1)酵母擴培
酵母擴培控制要點主要包括整個擴培過程的溫度壓力的自動控制、自動CIP、自動沖氧、自動殺菌及其他相關的控制。
(2)發酵控制
在整個啤酒發酵的前后兩個階段均需要對發酵罐內發酵液溫度和發酵罐壓力作嚴格的控制。
(3)清酒罐系統
發酵成熟的啤酒經冷卻過濾后送往清酒罐，然后輸送到灌裝車間裝瓶。
(4)激冷系統
針對激冷系統溫度控制，中控采用的逆模型反饋控制算法，有效地抑制了冷卻器的滯后性，防止了冷卻器凍結現象發生。
(5)脫氧水系統
脫氧水系統的控制包括：脫氧水罐溫度控制、脫氧水罐壓力控制、出水聯動控制、自動CIP控制等。
(6)CIP系統
CIP系統主要用于對啤酒生產設備的清洗，其控制內容有：酸堿罐pH值控制、熱堿溫度控制、管路清洗、閥泵聯動等。在控制過程中需采用合理安全的聯鎖技術，保證生產的安全。
2. 特色控制策略
中控針對啤酒生產設備與工藝特點成功開發了涵蓋工藝、設備與自控的綜合自動化系統，在實現啤酒生產過程自動化的同時，采用了以下優化控制策略實現了對生產過程的快速、穩定控制。
(1)過濾槽全自動控制技術
綜合利用糟層差壓、麥汁濁度、平衡柱液位、麥汁收集器液位、洗糟水流量、過濾麥汁流量等可測參數，中控研發了一套針對過濾槽過濾過程的人工智能模糊控制
軟件包，既可根據糟層上下壓差，也可根據平衡柱液位控制麥汁過濾過程，保證了控制系統在必要時做出快速反應。過濾槽能在最短時間內被有效地優化至預定目標，很好地滿足了不同用戶的特殊需求。
(2)帶有強制內循環的列管式內加熱器煮沸系統的控制技術
中控設計了麥汁強制內循煮沸控制系統，該系統包括煮沸二次蒸汽回收裝置的控制，有效地提高了麥汁的質量，并大大降低了能耗，節省了煮沸時間。目前已在多家啤酒廠投入使用，實際使用效果非常好。
(3)動態低壓煮沸系統的控制技術
中控根據其工藝技術特點，設計了動態低壓煮沸控制系統，并結合二次蒸汽回收裝置的控制，在保證麥汁高質量的前提下，有效地減小了蒸發量，降低了能耗，提高了糖化批次，很好地滿足了用戶的需求。
(4)啤酒發酵溫度的*控制技術
發酵罐的溫度控制具有大滯后性多變量耦合等特性，一直以來是發酵車間控制的難點。浙大中控結合發酵罐制冷原理，設計了針對啤酒發酵的多模態PID時間分割開關控制方案及不同的模態變量，有效地實現了發酵罐多點(一般為3～5點，視罐體大小而定)溫度控制，控制精確度＜±0.3℃。
三 結束語
中控已經服務于包括大的啤酒釀造商--InBev(英博)國際啤酒集團和重啤集團、華潤雪花啤酒在內的眾多啤酒生產企業，期待為更多的啤酒生產企業提供優秀的整體解決方案與完善的服務，提升啤酒行業的自動化水平與經濟效益。
